高分子科学导论-高分子的合成课件

Molecular design
Polymer
Processing
Products
Characterization & Analysis
Structure
Properties
Polymer Engineering
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2
Content
高分子的聚合方法
Polymerization
聚合物的分子设计
O
C O + H2C CH
ka
O C O CH2 CH
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9
Chain Polymerization
II. Chain propagation
O C O CH2 CH
kp1
H2C CH
O C O CH2 CH CH2 CH
kp2
H2C CH
O
C
O ( CH2
CH
)
2
CH2
CH
kp3
H2C CH
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Chain Polymerization
a. 连锁聚合反应是合成碳链聚合物的聚合反应； b. 由多个机理不同基元反应组成，反应速率和活化能差别大； c. 单体只能与活性中心反应生成新的活性中心，单体之间不能反应； d. 反应体系始终是由单体、聚合产物和微量引发剂及含活性中心的增长链
均裂: R••R 2R•（自由基）
异裂: A••B
A•• （- 阴离子）+ B +（阳离子）
连锁聚合的单体（monomer） 发生连锁聚合反应的单体大致分为三类：含碳碳双键的单烯类和共轭双烯 类单体；羰基化合物和杂环化合物。
单体聚合的条件
热力学方面: 单体和聚合物的自由焓差ΔG 应小于零。 动力学方面: 需有适当的引发剂、温度等动力学条件。
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Polymerization
按聚合机理或动力学分类
连锁聚合（chain polymerization）
Chain (growth) polymerization is a polymerization technique where
unsaturated monomer molecules add on to a growing polymer chain one
……
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Chain Polymerization
III. Chain termination
(1) 偶合终止 (Combination): 两链自由基孤电子相互作用结合成共价键的终止反应。
O
O
C
O ( CH2
CH
)
x
CH2
CH
+
CH
CH2 ( CH
CH2
)
y
O
C
ktc
O
O
C
O ( CH2
Introduction to polymer science
高分子的合成与化学性能 Polymer synthesis and chemical
properties
第一讲
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1
Polymer Science
Polymer Chemistry
Polymer Physicsቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Monomer Synthesize
mechanism in which bi-functional or multifunctional monomers react to
form first dimers, then trimers, longer oligomers and eventually long
chain polymers.
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Chain Polymerization
自由基聚合 free radical polymerization
阳离子聚合 cationic polymerization
阴离子聚合 anionic polymerization
配位聚合 coordination polymerization
CH
)
x
CH2
CH
CH
CH2 ( CH
CH2
)
y
O
C
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Chain Polymerization
III. Chain termination (2) 歧化终止 (Disproportionation): 某链自由基夺取另一链自由基相邻碳原子上的氢 原子或其它原子的终止反应。
at a time. It can be represented with the chemical equation:
nM
( M )n
逐步聚合（Step polymerization）
Step (growth) polymerization refers to a type of polymerization
∆: available
+: industrialized
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Chain Polymerization
I. Chain initiation
过氧化苯甲酰（Benzoyl Peroxide，BPO）均裂生成活性自由基；
O
O
O
CO OC
2
CO
活性自由基进攻苯乙烯（styrene）单体，与之发生加成反应生成单体活性种；
Molecular design of the polymer
聚合物的化学反应
Reactions of the Polymer
高分子的老化、降解与回收
Polymer aging, degradation and recycling
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Polymerization
按单体和聚合物在组成和结构上发生的变化分类 在高分子化学发展的早期，曾根据单体和聚合物的组成和结构上发生的变化， 将聚合反应分为加聚反应和缩聚反应。 加聚反应（addition polymerization） 单体经加成反应的聚合过程称为加聚反应。大多数烯类单体和炔类单体的聚合 过程都是加聚反应。 缩聚反应（condensation polymerization） 缩聚反应通常是官能团间的反应，除了形成聚合主产物缩聚物以外，根据官能 团种类的不同，还有水、醇、氨、氯化氢等低分子副产物产生。
所组成； e. 聚合产物的相对分子质量一般不随单体转化率而变。
链引发（Chain initiation）
连
锁 聚
链增长（Chain propagation）
合
链终止（Chain termination）
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基 元 反 应
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Chain Polymerization
活性中心（reactive center) 可以是自由基、阳离子和阴离子，它进攻单体的双键，使单体的π键打开， 与之加成，形成单体活性种，而后进一步与单体加成，促使链增长。